JP2006019041A

JP2006019041A - 赤外線照明装置

Info

Publication number: JP2006019041A
Application number: JP2004192816A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Komori; 伸一小森; Masahiro Hirayama; 正博平山
Original assignee: ERUTERU KK; Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: ERUTERU KK; SWCC Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】均一な明るさの赤外線を照射しうる赤外線照明装置を提供する。
【解決手段】楕円状の集光用レンズを有する複数の楕円型赤外線ＬＥＤ１０を縦横に配列した、少なくとも１台の第１の面状発光ボード９Ａと、縦断面が砲弾型の集光用レンズを有する複数の砲弾型赤外線ＬＥＤ１１を縦横に配列した、少なくとも１台の第２の面状発光ボード９Ｂと、第１の面状発光ボード９Ａ及び第２の面状発光ボード９Ｂを駆動するためのＬＥＤ駆動回路と、ＬＥＤ駆動回路に楕円型赤外線ＬＥＤ１０及び砲弾型赤外線ＬＥＤ１１を駆動するための電力を供給する電源とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、防犯カメラ、夜間観察カメラ、交通監視カメラ、駐車場監視カメラ等の赤外線カメラと組み合わせて使うのに好適な赤外線照明装置に関する。

従来から、赤外線カメラと組み合わせて使う赤外線照明装置で、複数の赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源とするものは知られている。特に多数のＬＥＤを例えば、マトリクス状に配置したパネル状の光源は全体として大きな光量となることから、様々な照明として利用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

被照射対象物の高輝度照明用として、基板上に多数の赤外線ＬＥＤを縦横に配列した面状発光ボードが使用されている。各赤外線ＬＥＤは、それぞれ光ビームを一定の領域に集光するための集光レンズを備えている。
楕円状のレンズを備えた楕円型赤外線ＬＥＤは、例えば、１０数メートル離れた場所に楕円状のビームを照射して、その領域をほぼむらなく照らす。図６は楕円型赤外線ＬＥＤの配光特性を示す図で、（ａ）は楕円型赤外線ＬＥＤの光ビームの所定位置における照度の分布を示した概略図、（ｂ）は（ａ）を平面的にみた図である。楕円型赤外線ＬＥＤを数百個程度配列した面状発光ボードは、図６（ｂ）に示すように楕円状の領域２５を均一に照らす照明として適する。

一方、縦断面が砲弾型のレンズを備えた砲弾型赤外線ＬＥＤは、円状の領域を照射する。図７は砲弾型赤外線ＬＥＤの配光特性を示す図で、（ａ）は砲弾型赤外線ＬＥＤの光ビームの所定位置における照度の分布を示した概略図、（ｂ）は（ａ）を平面的にみた図である。砲弾型赤外線ＬＥＤの明るさは図７に示すように、中央に円状の最も明るい部分２６があり、周辺部にやや暗い環状の照射領域２７がある。この砲弾型レンズを配列した面状発光ボードは、複数を組み合わせることで、中央部分が明るく、周辺がやや暗い図７に示すような特性の照明装置になる。このとき、各面状発光ボードは、それぞれ少しずつ照射方向に差を付けて、全体として好ましい照射特性を得る。
特開平１１―１９５３０７号公報特開平１１―１９５３１７号公報

上記の従来の技術には次のような解決すべき課題がある。
高速道路等において、図８に示すように、走行中の自動車３０を照明し、必要に応じてナンバープレートなどを撮影するために利用される光源３１も、複数のＬＥＤを、取付装置を用いて基板に縦横に整然と配列したものを使用している。例えば、自動車の後方から自動車の全体像を撮影し、自動車のナンバープレートの撮影画像からナンバーの文字認識をしようとする場合、ナンバープレートを照射する部分の明るさが問題になる。照明が不足すると文字認識精度が下がる。ＬＥＤ自体の発光強度を大きくして全体を十分に明るく照射するとよいが、それではＬＥＤの発熱が大きくなり、ＬＥＤの寿命が短くなり、照明装置全体の電力消費が無視できないほど大きくなる。全体の電力消費量に制限があることから、照射領域の中心付近だけ他の部分より明るい図５のような配光特性が好ましい。

図７の配光特性は、砲弾型赤外線ＬＥＤにより実現するが、複数の基板の向きを微妙に調整する作業は煩雑で、工事費が増大する。また、照射距離を変更すると、各基板の向きを再度微調整する必要があり、最適化が容易でない。

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、調整が容易で、照射領域の中心付近だけ他の部分より明るい、効率のよい照明装置を提供することを目的とする。

本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
楕円状の集光用レンズを有する複数の楕円型赤外線ＬＥＤを縦横に配列した、複数台の第１の面状発光ボードと、縦断面が砲弾型の集光用レンズを有する複数の砲弾型赤外線ＬＥＤを縦横に配列した、少なくとも１台の第２の面状発光ボードと、上記第１の面状発光ボード及び上記第２の面状発光ボードを駆動するためのＬＥＤ駆動回路と、上記ＬＥＤ駆動回路に上記楕円型赤外線ＬＥＤ及び上記砲弾型赤外線ＬＥＤを駆動するための電力を供給する電源とを備えたことを特徴とする赤外線照明装置。

前記楕円型赤外線ＬＥＤは、楕円状の領域をほぼ均等な照度で照射するものであり、前記砲弾型赤外線ＬＥＤは、円状の領域の中心付近をその周辺部よりも高い照度で照射するものである。
前記第１の面状発光ボード及び前記第２の面状発光ボードを組み合わせたことにより、最も明るい部分に対し周辺の暗い部分の明るさが約７０％程度の照射特性が得られる。

〈構成２〉
構成１に記載の赤外線照明装置において、
上記第１の面状発光ボードと上記第２の面状発光ボードは、同一の被照射領域の中心を向くように固定されたことを特徴とする赤外線照明装置。

前記第１の面状発光ボード及び前記第２の面状発光ボードの全ての赤外線ＬＥＤの発する各光ビームが、被照射対象物の最も明るく照射すべき部分に向けて照射し、被照射対象物の中心が一致するように重ね合わせる。

〈構成３〉
構成１に記載の赤外線照明装置において、
１台の上記第１の面状発光ボードと１台の上記第２の面状発光ボードとを同一平面に対して互いに傾いた状態でほぼ正方形に配置したことを特徴とする赤外線照明装置。

１台の第１の面状発光ボードと１台の第２の面状発光ボードとから構成したものである。この構成においても、全ての赤外線ＬＥＤの発する各光ビームが、被照射対象物の最も明るく照射すべき部分に向けて照射し、被照射対象物の中心が一致するように重ね合わせる。

〈構成４〉
構成１に記載の赤外線照明装置において、
１台の前記第１の面状発光ボードと１台の前記第２の面状発光ボードとを、同一平面に対して互いに傾いた状態で四辺形に配置されたものを、複数配置したことを特徴とする赤外線照明装置。

複数台の第１の面状発光ボードと複数台の第２の面状発光ボードとを一組としたものであり、被照射対象物の大きさや同対象物までの距離に応じて前記第１の面状発光ボード及び前記第２の面状発光ボードの組数を調節する。

以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。

図１は、実施例１の赤外線照明装置の構成を示す説明図である。
図１において、この赤外線照明装置は、複数の楕円型赤外線ＬＥＤ１０を縦横に配列した第１の面状発光ボード９Ａと、複数の砲弾型赤外線ＬＥＤ１１を縦横に配列した第２の面状発光ボード９Ｂとを、ほぼ同一平面上に並べたものである。

楕円型赤外線ＬＥＤ１０は、楕円状の集光用レンズを備え、楕円状の領域をほぼ均等な照度で照射するものである。砲弾型赤外線ＬＥＤ１１は、縦断面が砲弾型の集光用レンズを備え、円状の領域の中心付近をその周辺部よりも高い照度で照射するものである。
２台の面状発光ボード９Ａ、９Ｂには、全ての赤外線ＬＥＤ１０、１１を点灯駆動させる回路が接続されている。

図２は、全ての赤外線ＬＥＤ１０、１１を点灯駆動させる回路のブロック図である。
この回路は、面状発光ボード９Ａ、９Ｂ、と、ＬＥＤ駆動回路１８と制御回路１９と電源２０と冷却ファン２３とから構成されている。面状発光ボード９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄに装着された全ての赤外線ＬＥＤに対して、ＬＥＤ駆動回路１８から所定の電流が供給される。これによって、それぞれ赤外線ＬＥＤが赤外線光ビームを照射する。

なお、ＬＥＤ駆動回路１８の駆動電流は、例えば、赤外線ＬＥＤの状態によって、発光強度が安定するように制御される。このために、制御回路１９が設けられている。冷却ファン２３は必要に応じて設けられ、面状発光ボード９Ａ、９Ｂ、に搭載された全ての赤外線ＬＥＤを風によって冷却する。電源２０は、ＬＥＤ駆動回路１８と制御回路１９を動作させるための電源である。

図３は、第１の面状発光ボード９Ａ、あるいは第２の面状発光ボード９Ｂの具体的構成を示している。
図２に示されるように、例えば、縦が約１５ｃｍ、横が約１０ｃｍの四辺形をなす基板１２に、猫目型赤外線ＬＥＤ１０または砲弾型赤外線ＬＥＤ１１を、２０列、２０行で計４００個を配列して構成されている。
符号１６は基板１２の取付け用貫通孔を示し、基板の四隅に設けられている。また、符号１７は、それぞれ基板１２の電路、すなわちＬＥＤ駆動回路１８や電源２０に連結される電気端子を示している。第１の面状発光ボード９Ａ、と第２の面状発光ボード９Ｂとの違いは、楕円赤外線ＬＥＤ１０または砲弾型赤外線ＬＥＤ１１を使用したことのみである。

図４はこの赤外線照明装置の使用状況を示す説明図である。
実施例１の赤外線照明装置においては、第１の面状発光ボード９Ａと第２の面状発光ボード９Ｂとは同一平面に配置され、図１に示すように互いに若干傾いた状態でほぼ正方形に配置されて取り付けられる。

これらの各ボートの傾きは、図４に示すように、第１の面状発光ボード９Ａ、及び第２の面状発光ボード９Ｂから発射される各光ビーム１３がそれぞれ数メートル〜数十メートル離れている被照射対象物１４の照射領域の中心１５、すなわち、被照射対象物１４の最も明るく照射すべき部分を向くようにすることで決定される。

図５は、上記赤外線照明装置の配光特性を示す説明図である。
図５に示されるように、第１の面状発光ボード９Ａ、と第２の面状発光ボード９Ｂを組み合わせたことにより、楕円型赤外線ＬＥＤ１０により楕円状に均一に照らした領域２２に、砲弾型赤外線ＬＥＤ１１により円状に照らした領域２１が重ねあわされた照度が得られる。最も明るい部分に対し周辺の暗い部分の明るさが約７０％程度の照射特性を持つ照明装置が得られた。

なお、上記実施例では、１台の第１の面状発光ボードと１台の第２の面状発光ボードとを、同一平面に対して互いに傾いた状態で四辺形に配置したものであったが、本発明は、第１の面状発光ボードと第２の面状発光ボードとをそれぞれ複数台ずつ用いて、さらに拡大配置したものでもよい。
被照射対象物の大きさや同対象物までの距離に応じて、第１の面状発光ボード９Ａ、及び第２の面状発光ボード９Ｂの組数を調節すればよい。

実施例１の赤外線照明装置の構成を示す説明図である。赤外線ＬＥＤを点灯駆動させる回路のブロック図である。実施例１の面状発光ボードの具体例を示す平面図である。実施例１の赤外線照明装置の使用状況を示す説明図である。実施例１の赤外線照明装置の配光特性を示す図で、（ａ）は楕円型赤外線ＬＥＤ及び砲弾型赤外線ＬＥＤの光ビームの所定位置における照度の分布を示した概略図、（ｂ）は（ａ）を平面的にみた図である。楕円型赤外線ＬＥＤの配光特性を示す図で、（ａ）は楕円型赤外線ＬＥＤの光ビームの所定位置における照度の分布を示した概略図、（ｂ）は（ａ）を平面的にみた図である。砲弾型赤外線ＬＥＤの配光特性を示す図で、（ａ）は砲弾型赤外線ＬＥＤの光ビームの所定位置における照度の分布を示した概略図、（ｂ）は（ａ）を平面的にみた図である。赤外線カメラと組み合わせて使う赤外線照明装置の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０楕円型赤外線ＬＥＤ
１１砲弾型赤外線ＬＥＤ
９Ａ第１の面状発光ボード
９Ｂ第２の面状発光ボード
１２基板
１３光ビーム
１４被照射対象物

Claims

楕円状の集光用レンズを有する複数の楕円型赤外線ＬＥＤを縦横に配列した、少なくとも１台の第１の面状発光ボードと、
縦断面が砲弾型の集光用レンズを有する複数の砲弾型赤外線ＬＥＤを縦横に配列した、少なくとも１台の第２の面状発光ボードと、
前記第１の面状発光ボード及び前記第２の面状発光ボードを駆動するためのＬＥＤ駆動回路と、
前記ＬＥＤ駆動回路に前記楕円型赤外線ＬＥＤ及び前記砲弾型赤外線ＬＥＤを駆動するための電力を供給する電源とを備えたことを特徴とする赤外線照明装置。
請求項１に記載の赤外線照明装置において、
前記第１の面状発光ボードと前記第２の面状発光ボードは、同一の被照射領域の中心を向くように固定されたことを特徴とする赤外線照明装置。
請求項１に記載の赤外線照明装置において、
１台の前記第１の面状発光ボードと１台の前記第２の面状発光ボードとを同一平面に対して互いに傾いた状態でほぼ正方形に配置したことを特徴とする赤外線照明装置。
請求項１に記載の赤外線照明装置において、
１台の前記第１の面状発光ボードと１台の前記第２の面状発光ボードとを、同一平面に対して互いに傾いた状態で四辺形に配置されたものを、複数配置したことを特徴とする赤外線照明装置。